JPH0681445B2 - 車両用交流発電機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両用交流発電機に関し、特に界磁コアの両端
に冷却ファンを有する交流発電機に関する。

〔従来の技術〕

従来公知の二輪車用交流発電機を第１図に基づいて説明
する。第１図に示すように、従来の発電機はエンジン駆
動シャフトに直結された界磁コア４とカバー15に嵌着さ
れた固定子11とよりなり、前記カバー15により密閉され
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記構成によると、発電時の固定子の発熱により出力が
低下し、これを補うため体格が大きくなり車両の小型軽
量化の障害となっていた。又、この種のオルタネータを
制御する電圧調整器と交流電力を整流し直流とするため
の整流器は、オルタネータ本体からの熱害をさけるため
に本体とは別に設置されていた。しかし、電圧調整器や
整流器をオルタネータ本体と別取付とすることは、配線
や取付け作業が煩わしい。従って、小型なオルタネータ
本体を持ち電圧調整器や整流器を内蔵する構造が要求さ
れる。

この要求に応えるために、例えば、実開昭58-34565号公
報に示されるように、発電機内に第1,第２の冷却ファン
を設けた構成とすることが考えられる。しかし、二輪車
用発電機のように取付の関係からエンジン側より冷却風
を導入することができないものにあっては、実質的に一
方の冷却ファンに対して冷却風吸入口を設けることがで
きない。そして、この冷却ファンは吸入口があってこそ
充分な冷却風を発生し得るものであるため、該冷却ファ
ンでは良好な冷却効果を得ることのできないという不具
合が生じる。

そこで、本発明は発電機内に第1,第２の冷却ファンを備
えると共に、実質的に一方の冷却ファンに対してのみ冷
却風吸入口が設けられた車両用発電機において、第1,第
２の冷却ファンにより充分な冷却効果が得られる車両用
発電機を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、車両のエンジンに
よって駆動される回転軸（１）と、外周部に径方向の凹
凸が形成された両側面（4a,4b）の凸部分から相対する
側面方向に突出すると共に、周方向に交互に噛み合う複
数の爪型極コア（９）を有し、前記回転軸（１）に固定
された界磁コア（４）と、この界磁コア（４）の両側面
（4a,4b）にそれぞれ設けられた第１の冷却ファン
（５）及び第２の冷却ファン（30）と、前記回転軸
（１）の一端側を回転自在に保持すると共に、前記第１
の冷却ファン（５）に対向して設けられた冷却風吐出口
（7c）を有する前方ハウジング（７）と、前記回転軸
（１）の他端側を回転自在に保持すると共に、前記第２
の冷却ファン（30）に対向して設けられた冷却風吸入口
（31,32）を有する後方ハウジング（14）と、を備え、
前記第２の冷却ファン（30）は、前記冷却入口（31,3
2）から吸入した空気を前記第１の冷却ファン（５）の
方向へ導くものであり、そのブレード（30a）の固定部
（30b）は、前記側面（4b）の凸部分の、前記回転軸
（１）の回転方向前方側に配置されており、かつ前記フ
ァンブレード（30a）は、該ブレード（30a）と前記側面
（4b）との間の軸方向の距離が、該ブレード（30a）
の、前記回転軸（１）の回転方向前方側に対して後方側
で小さくなるよう傾斜しており、前記第１の冷却ファン
（５）は前記第２の冷却ファン（30）からの冷却風を前
記冷却風吐出口（7c）に向けて導くものであり、そのブ
レード（5a）の固定部（5b）は、前記側面（4a）の凸部
分の、前記回転軸（１）の回転方向前方側に配置されて
おり、かつ前記ファンブレード（5a）は、該ブレード
（5a）と前記側面（4a）との間の軸方向の距離が、該ブ
レード（5a）の、前記回転軸（１）の回転方向前方側に
対して後方側で大きくなるよう傾斜している車両用交流
発電機を提供するものである。

〔作用及び発明の効果〕

上記構成によると、第２の冷却ファンが回転し、そのブ
レードにより圧縮される空気が第１の冷却ファン側へと
導かれ、また、第１の冷却ファンが回転し、そのブレー
ドにより圧縮される空気が吐出口へと導かれ、これによ
り第２のファンからの風を第１のファンを介してスムー
ズに吐出口の方向へ導くことができる。従って、二輪車
用交流発電機の如く、発電機の一端側にしか冷却風吸入
口を設けることができないものにおいて、良好な冷却効
果を得ることができる。

〔実施例〕

以下本発明発電機の一実施例を図面に示して説明する。

第２図乃至第８図において、１は回転軸であり車両エン
ジンによって駆動される。２はオイルシール、３は前方
軸受、４は前記回転軸に固定された界磁コア、５は界磁
コア４の側面4a,4bに溶接された第１の冷却ファン、６
はＯリング、７は前方ハウジングでありリアルミニウム
製である。

第１の冷却ファン５のブレード5aは、第６図，第７図の
示すごとくブレード5aと界磁コア４の側面4aとの軸方向
の距離がブレード5aの回転軸回転方向前方側に対して後
方側で大きくなるよう傾斜していると共に、径方向に凹
凸が形成された界磁コア側面4aの凸部分の回転方向前方
側にブレード5aの固定部5bがくるよう配置されている。

上記の如く構成されたブレード5aによると、まず回転軸
１の回転に伴って該ブレード5aにより圧縮された空気
を、上記ブレード5aの傾斜により該ブレード5aの固定部
5b側から先端側へと導くことができ、つぎに、固定部5b
を回転方向前方側に配置したことにより、後述する第２
の冷却ファンにより発生し爪型極コア９の側面に沿って
流れてくる冷却風を上記ブレード5aへスムーズに導くこ
とができる。又、前方ハウジング７の前記第１のファン
５のブレード5aとの対向面は、内径側から外径方向に向
かって界磁コア４より遠ざかるようなテーパ状をなして
おり、これに対応してファンブレードの高さも外径が高
く形成してある。このファンブレードは公知のプレス加
工，打抜き加工等によって成形される。

８はステータ巻線、９は界磁コア４の、前記側面凸部分
から軸方向に延びる爪型極コア、10は界磁巻線、11はス
テータコア、12は締付けボルトである。

又、13は前方ハウジング７と後方ハウジング14とのイン
ロー結合面、14は後方ハウジングでありアルミニウム製
である。15は後方ハウジング14に第３図ナット16によっ
て取付けられた冷却風吸入口23を複数個有するカバーで
ある。

17は後方軸受、18はブラシホルダ、19はブラシでありス
リップリング20に摺接している。21はスリップリング20
部分を覆うスリップリングカバーであり、この場合は後
方ハウジング14と一体成形されたＵ字状断面部分の上端
にブラシ導入開口をもつものである。又、スリップリン
グカバー21の後端には弾性体22が取付けられている。

25は整流器であって内部にはグレッツ結線された三相全
波整流用のダイオード26が実装されている。周知の如
く、一方のダイオード26の一端は絶縁薄層27により金属
ケース28に対して絶縁され図示しない端子を介してバッ
テリへ接続されており、他方のダイオード26の一端はヒ
ートシンクとなる金属ケース28に接続されている。そし
て、両ダイオード26の他端同士はリードにより接続され
ている。このように直列接続された２つのダイオードを
１組とし、図示しない残りの２組のダイオード対と合わ
せて三相全波整流回路が構成されている。

又、金属ケース28の端子導出部は合成樹脂よりなるシー
ル材29で密封されている。この金属ケース28は円弧状の
ものであってアルミニウム製の後方ハウジング14の表面
に密接するようビス51（第５図）にて取付けられてい
る。又第２の冷却ファン30のブレード30aは、第６図，
第８図に示す如くブレード30aと界磁コア４の側面4bと
の間の軸方向の距離がブレード30aの回転軸方向前方側
に対して後方側で小さくなるよう傾斜していると共に、
ブレード5aと同様に、界磁コア側面4bの凸部分の回転方
向前方にブレード30aの固定部30bがくるように配置固定
されている。

上記の如く構成されたブレード30aによると、まず、回
転軸１の回転に伴って該ブレード30aにより圧縮された
空気を、上記ブレード30aの傾斜により該ブレード30aの
先端側から固定部30b側へと導くことができ、つぎに、
固定部30bを回転方向前方側に配置したことにより、上
記の如く導かれた空気が界磁コア４の側面4bに干渉する
ことを防止でき、該空気を爪型極コア９の側面へスムー
ズに導くことができる。

又、後方ハウジング14の第２の冷却ファン30と対向する
部分には第４図に示すように冷却風吸入口31が形成され
ている。この冷却風吸入口31は、第４図中には図示され
ていないが、第２図に示す如く整流器25の金属ケース28
と第２の冷却ファン30との間にも形成されており、カバ
ー15の吸入口23から吸入された風は金属ケース28の外周
部他を流れた後に冷却風吸入口31に至り、ステータ巻線
８、界磁巻線10を通って前方ハウジング７の外周部通風
窓（冷却風吐出口）7cから排出されるようになってい
る。

尚、15aは冷却風吸入口23の内側に設けられた遮蔽板で
ある。

又、後方ハウジング14の金属ケース底部28aが密接する
部位には、該ハウジングの一端部を一部切欠いた如く形
成された溝32（第２図、第４図）が設けられており、こ
の溝32は整流器25の裏側に廻り込んでいる。また、この
溝32はハウジング側面に開口する吸入口を形成するもの
であり、冷却風吸入口31と連通している。つまり、冷却
風がヒートシンクとなる金属ケース底部28aの裏側にも
廻り込むようになっている。

33はステータ巻線８と整流器25とを接続する配線、34は
この配線33を後方ハウジング14から絶縁する絶縁ブッシ
ュである。7aは前方ハウジング７と一体に形成された取
付けステーである。

次に、第４図において、（この第４図は簡略化のため、
回転軸、ブラシは省略して図示してある）40は電圧調整
器であり、このケースの内部にはトランジスタが内蔵さ
れ界磁巻線10に流れる電流を制御し、ステータ巻線８の
起電力が略一定になるように制御している。なお、電圧
調整器40はビス52により後方ハウジング14に取付けられ
ている。18はブラシホルダであり後方ハウジング14にビ
ス41で取付けられている。

28は整流器25の金属ケースであり、ビス51により後方ハ
ウジング14に取付けられている。42は整流器25の出力端
子、34aは配線33をサポートする絶縁ブッシュ34と一体
の合成樹脂製保持板である。

又、後方軸受17と後方ハウジング14との間には溝状のブ
ラシ粉排出口50が形成されている。第２の冷却ファン30
の回転によってスリップリングカバー21の内部から前記
排出口50へと流れる風が発生し、ブラシ粉は、この風に
よってブラシ粉排出口50より排出される。又、この風は
ブラシホルダ18の内部に形成され吸入口23側及びスリッ
プリングカバー21に開口する迷路状通路を通り、吸入口
23からスリップリングカバー21内に入るようになってい
る。従って、ブラシホルダ18内のブラシ19も冷却され
る。

前記構造とすることにより次の様な効果を有する。

すなわち、前述の如く傾斜する第２のファンのブレード
30aにより圧縮された空気は第１のファン側へ導かれ、
さらに前述の如く傾斜する第１のファンのブレード5aに
より圧縮されて吐出口7cから外側へと導かれるため、冷
却風の流れはスムーズになり、冷却風量も増加し冷却効
果を高める。又、第２のファンブレード5aと対向する前
方ハウジングの対向面はファンブレードの内径から外径
方向のファンブレードから遠ざかるようなテーパ状にし
てあるので通風抵抗が少なく冷却風がスムーズに吐出さ
れる。

更に、界磁コア４の両側に軸受が介在し、スリップリン
グ20は後方軸受17の外側に出したため、前方軸受３と後
方軸受17のスパン（間隔）を少なくすることができ、界
磁コア４を高速回転させても振動量が少なく、且つ高速
駆動させることができるため、小さな体格で発生出力を
大きくすることができる。すなわち、ステータ巻線８の
ターン数が少なくても回転速度が高いために十分な起電
力が得られ、小型になりステータ巻線８での銅損の減少
が図れるのである。上記構造に加えて後方ハウジング14
の反ファン30側端面に整流器25,ブラシホルダ18,電圧調
整器40が固定されているのでステータ巻線と整流器との
接続、ブラシホルダと電圧調整器との接続が同一平面内
で行われ容易であるばかりではなく、カバー15を外せば
故障時の部品交換も容易でサービス性が良い。又カバー
15の冷却風吸入口23の内側には遮蔽板15aが設けられて
いるので走行中の被水に対し内部への浸入を防ぐことが
出来る。

又、第９図は本発明の他の実施例を示し、後方ハウジン
グ14とカバー15との係合部外周に冷却風吸入口23′を設
けたもので、これにより特に車両のスチーム洗車等に於
ける発電機後方端側からの注水に対し発電機内部への洗
車水の浸入を防止できる。

次に、第10図は本発明の更に別の実施例を示すものであ
り、7cは吐出口、23は冷却風吸入口である。この冷却風
吸入口23はカバー15の外周部に設けられている。５と30
は第1,第２の冷却ファンであり、矢印Ｗは風の流れを示
している。又、15aは遮蔽板であり、冷却風吸入口23に
対向して設けられている。この実施例では冷却風吸入口
23が遮蔽板15aとの作用により、洗車水等が発電機内に
浸入しにくくなっている。

尚、第10図において冷却風吸入口23は１つのみを図示し
ているが、これは通常、回転軸１の半径方向においてリ
ング状に多数個設けられる。なお、防水構造を更に向上
させるためには、冷却風吸入口23を回転軸１の半径方向
であって、発電機が取付けられた場合、地面の方向を向
くように冷却風吸入口23を非リング状つまり円弧状に配
列すると良い。なお、第10図においても、前方ハウジン
グ７のファンブレード5aとの対向面7Tは内径側から外径
方向に向かって界磁コア４より遠ざかるようなテーパ状
をなしている。テーパ部7Tを設けることにより風の流れ
が非常にスムーズになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来公知の二輪車用交流発電機の縦断面図、第
２図は本発明発電機の一実施例を示す縦断面図、第３図
は第２図図示発電機を後部より見た外観図、第４図は第
２図図示発電機のカバーの一部を切断し後部から見た整
流器等の配線図、第５図は第２図とは異なる角度で切断
して示す前記一実施例の縦断面図、第６図は第２図に示
す回転子の正面図、第７図は前記回転子の左側面図、第
８図は前記回転子の右側面図、第９図は本発明の他の実
施例を示す縦断面図、第10図は更にその他の実施例を示
す縦断面図である。 １……回転軸,3……前方軸受,4……界磁コア,4a,4b……
界磁コアの側面,5……第１の冷却ファン,5a……ブレー
ド,7……前方ハウジング,7a……取付けステー,7c……外
周部通風窓（冷却風吐出口）,8……ステータ巻線,10…
…界磁巻線,11……ステータコア,14……後方ハウジン
グ,15……カバー,17……後方軸受,18……ブラシホルダ,
19……ブラシ,20……スリップリング,25……整流器,30
……第２の冷却ファン,31,32……開口（冷却風吸入
口）,40……電圧調整器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のエンジンによって駆動される回転軸
   （１）と、 外周部に径方向の凹凸が形成された両側面（4a,4b）の
   凸部分から相対する側面方向に突出すると共に、周方向
   に交互に噛み合う複数の爪型極コア（９）を有し、前記
   回転軸（１）に固定された界磁コア（４）と、 この界磁コア（４）の両側面（4a,4b）にそれぞれ設け
   られた第１の冷却ファン（５）及び第２の冷却ファン
   （30）と、 前記回転軸（１）の一端側を回転自在に保持すると共
   に、前記第１の冷却ファン（５）に対向して設けられた
   冷却風吐出口（7c）を有する前方ハウジング（７）と、 前記回転軸（１）の他端側を回転自在に保持すると共
   に、前記第２の冷却ファン（30）に対向して設けられた
   冷却風吸入口（31,32）を有する後方ハウジング（14）
   と、 を備え、前記第２の冷却ファン（30）は、前記冷却吸入
   口（31,32）から吸入した空気を前記第１の冷却ファン
   （５）の方向へ導くものであり、そのブレード（30a）
   の固定部（30b）は、前記側面（4b）の凸部分の、前記
   回転軸（１）の回転方向前方側に配置されており、かつ
   前記ファンブレード（30a）は、該ブレード（30a）と前
   記側面（4b）との間の軸方向の距離が、該ブレード（30
   a）の、前記回転軸（１）の回転方向前方側に対して後
   方側で小さくなるよう傾斜しており、 前記第１の冷却ファン（５）は前記第２の冷却ファン
   （30）からの冷却風を前記冷却風吐出口（7c）に向けて
   導くものであり、そのブレード（5a）の固定部（5b）
   は、前記側面（4a）の凸部分の、前記回転軸（１）の回
   転方向前方側に配置されており、かつ前記ファンブレー
   ド（5a）は、該ブレード（5a）と前記側面（4a）との間
   の軸方向の距離が、該ブレード（5a）の、前記回転軸
   （１）の回転方向前方側に対して後方側で大きくなるよ
   う傾斜している 車両用交流発電機。